犘犆箱梁腹板竖向预应力扩散效应测试分析

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1、http://qks.cqu.edu.cn第３３卷第６期土木建筑与环境工程Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６２０１１年１２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ，Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｃ．２０１１犘犆箱梁腹板竖向预应力扩散效应测试分析赵宝俊１，３，尹海军１，２，郝宪武１，孟江１（１．长安大学公路学院，西安７１００６４；２．西安建筑科技大学土木工程学院，西安７１００４３；３．陕西省交通建设集团公司，西安７１００７５）摘要：为了研究箱梁腹板在竖向预应力作用下的应力扩散效应，将箱梁腹板视作狭长矩形薄板，以多对力作用在该薄板模拟腹板在竖向预应力作用下的应力场，导

2、出竖向正应力的解析解，并采用最小二乘法原理得其数值解。引入应力均匀度参数λ和应力水平系数κ，计算得相应截面的λ值和κ值，表明λ值和κ值对竖向预应力筋间距狊较为敏感；在保证λ值和κ值大于０．９５的前提下计算得适合工程精度的腹板竖向预应力扩散角α，并进行多项式拟合。通过实桥测试腹板竖向应力扩散效应，同时采用有限元软件模拟计算，结果表明在竖向预应力筋作用下，腹板应力扩散效应明显，在腹板的上部和下部，两根竖向预应力筋之间存在应力空白区，在腹板中部竖向应力都比较均匀。关键词：箱梁；腹板；竖向预应力；应力扩散中图分类号：Ｕ４４３文献标志码：Ａ文章编号：１６７４４７６４（２０１１）０６００７９０５

3、犃狀犪犾狔狊犻狊狅狀犘犆犅狅狓犅犲犪犿犠犲犫狊犫狔犞犲狉狋犻犮犪犾犘狉犲狊狋狉犲狊狊犻狀犆狅狀狊犻犱犲狉犪狋犻狅狀狅犳犛狋狉犲狊狊犇犻犳犳狌狊犻狅狀１，３，犢犐犖犎犪犻犼狌狀，１，２，犎犃犗犡犻犪狀狑狌１，犕犈犖犌犑犻犪狀犵１犣犎犃犗犅犪狅犼狌狀（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００６４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｎ７１００４３，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｈａａｎｘｉ

4、ＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐ，Ｘｉａｎ７１００７５，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｗｅｂｓｗｈｉｃｈｉｓｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓ，ｐａｉｒｓｏｆｆｏｒｃｅｓｗｅｒｅａｃｔｅｄｏｎａｌｏｎｇａｎｄｎａｒｒｏｗｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｔｈｉｎｐｌａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｗｅｂｓｓｔｒｅｓｓｆｉｅｌｄｕｎｄｅｒｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ，ｗｉｔｈａｎ

5、ａｌｙｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｎｏｒｍａｌｓｔｒｅｓｓｄｅｒｉｖｅｄａｎｄｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅＬｅａｓｔｓｑｕａｒｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，λａｎｄκ，ｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙａｎｄｓｔｒｅｓｓｌｅｖｅｌ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔλａｎｄκｖａｌｕｅａｒｅｍｏｒｅｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｗｅｂｓｖｅｒｔｉｃａｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓｐａｃｉｎｇ．Ｏｎｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆｖ

6、ｅｒｔｉｃａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｔｒｅｓｓｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｎｇｌｅｏｆｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓａｃｔｉｎｇｏｎｔｈｅｗｅｂｓｉｓｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄｆｉｔｔｅｄｂｙｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ．Ｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓｄｉｆｆｕｓｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｗｅｂｓｗａｓｔｅｓｔｅｄｉｎｂｒｉｄｇｅｓｉｔｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｗｅｂｓｓｔｒｅｓｓｄｉｆｆｕｓｉｏｎｉｓｏｂｖｉｏｕｓ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｈａｓａｇｏｏｄｕｎｉｆｏｒｍ

7、ｉｔｙａｔｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎｏｆＨ／２ｂｕｔａｂａｄｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙａｔａｘｉｌｌａｒｙａｎｄｓｈｏｒｅｕｐ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｂｏｘｂｅａｍ；ｗｅｂｓ；ｖｅｒｔｉｃａｌｐｒｅｓｔｒｅｓｓ；ｓｔｒｅｓｓｄｉｆｆｕｓｉｏｎ大跨度预应力混凝土箱梁施加竖向预应力是预应力在腹板内产生的应力特征，对防止腹板开防止腹板开裂的重要措施之一，正确估计腹板竖向裂有重要意义。腹板开裂的原因很多，其中一个重收稿日期：２０１１０４０